卡文迪許實驗室是英國劍橋大學的物理實驗室，實際上就是它的物理系。劍橋大學建于1209年，歷史悠久，與牛津大學同為英國的最高學府。
劍橋大學的卡文迪許實驗室建于187l～1874年間，是當時劍橋大學的一位校長威廉
·卡文迪許私人捐款興建的。他是十八～十九世紀對物理學和化學做出過巨大貢獻的科學家亨利·卡文迪許的近親。這個實驗室就取名卡文迪許實驗室，當時用了捐款8450英鎊，除去蓋成一棟實驗樓館，還買了一些儀器設(shè)備。
英國是十九世紀最發(fā)達的資本主義國家之一。把物理實驗室從科學家私人住宅中擴展出來，成為一個研究單位，這種做法順應(yīng)了十九世紀后半葉工業(yè)技術(shù)對科學發(fā)展的要求，為科學研究的開展起了很好的促進作用。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，科學研究工作的規(guī)模越來越大，社會化和專業(yè)化是必然的趨勢?？ㄎ牡显S實驗室后來幾十年的歷史，證明劍橋大學這位校長是有遠見的。
負責創(chuàng)建卡文迪許實驗室的是著名物理學家、電磁場理論的奠基人麥克斯韋。他還擔任了第一屆卡文迪許實驗物理學教授，實際上就是實驗室主任或物理系主任，直至1879年因病去世(年僅四十八歲)。在他的主持下，卡文迪許實驗室開展了教學和多項科學研究，按照麥克斯韋的主張，在系統(tǒng)地講授物理學的同時，還輔以表演實驗。表演實驗則要求結(jié)構(gòu)簡單，學生易于掌握。他說：“這些實驗的教育價值，往往與儀器的復雜性成反比，學生用自制儀器，雖然經(jīng)常出毛病，但他卻會比用仔細調(diào)整好的儀器，學到更多的東西。仔細調(diào)整好的儀器學生易于依賴，而不敢拆成零件。”從那個時候起，使用自制儀器就形成了卡文迪許實驗室的傳統(tǒng)。麥克斯韋 實驗室附有工廠，可以制作很精密的儀器，麥克斯韋很重視科學方法的訓練，特別是科學史的研究。例如：他用了幾年的時間整理一百年前H.卡文迪許有關(guān)電學實驗的論著，并帶領(lǐng)大家重復和改進卡文迪許做過的一些實驗。有人不理解他的想法，但是后來證明麥克斯韋是有遠見的。同時，卡文迪許實驗室還進行了多項研究，例如：地磁、電磁波速度、電氣常數(shù)的精密測量、歐姆定律實驗、光譜實驗、雙軸晶體等等，這些工作起了為后人開辟道路的作用。
麥克斯韋的繼任者是斯特技特即瑞利第三。他在聲學和電學方面很有造詣。在他主持下，卡文迪許實驗室系統(tǒng)地開設(shè)了學生實驗。1884年，瑞利因被選為皇家學院教授而辭職，由二十八歲的J.J.湯姆遜繼任。J.J.湯姆遜 J.J.湯姆遜對卡文迪許實驗室有卓越貢獻，在他的建議下，從1895年開始，卡文迪許實驗室實行吸收外校(包括國外)畢業(yè)生當研究生的制度，一批批的優(yōu)秀青年陸續(xù)來到這里，在J.J.揚姆遜的指導下進行學習與研究。在他任職的三十五年間，卡文迪許實驗室的工作人員開展了如下工作：進行了氣體導電的研究，從而導致了電子的發(fā)現(xiàn)；進行了正射線的研究，發(fā)明了質(zhì)譜儀，從而導致了同位素的研究；對基本電荷進行測量，不斷改進方法，為以后的油淌實驗奠定了基礎(chǔ)；膨脹云室的發(fā)明，為基本粒子的研究提供了有力武器；電磁波和熱電子的研究導致了真空二極管和三極管的發(fā)明，促進了無線電電子學的發(fā)展和應(yīng)用。其他如X射線，放射性以及α、β射線的研究都處于************地位。
卡文迪許實驗室在J.J.湯姆遜的領(lǐng)導下，建立了一整套研究生培養(yǎng)制度和良好的學風。他培養(yǎng)的研究生當中，著名的有盧瑟福、朗之萬、湯森德、麥克勒倫、W.L.布拉格、C.T.R.威爾遜、H.A.威爾遜、里查森、巴克拉等等，這些人都有重大建樹，其中有多人得諾貝爾獎，有的后來調(diào)到其他大學主持物理系工作，成為科學研究的中堅力量。盧瑟?！ ?919年，J.J.湯姆遜讓位于他的學生盧瑟福。盧瑟福是一位成績卓著的實驗物理學家，是原子核物理學的開創(chuàng)者。盧瑟福更重視對青年人的培養(yǎng)。在他的帶領(lǐng)下，查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，考克拉夫特和瓦爾頓發(fā)明靜電加速器，布拉凱特觀察到核反應(yīng)，奧利法特發(fā)現(xiàn)氰，卡皮查在高電壓技術(shù)和低溫研究取得碩果，另外還有電離層的研究，空氣動力學和磁學的研究等等。
1937年，盧瑟福去世后，由W.L.布拉格繼任第五屆教授，以后是莫特和皮帕德。七十年代以后，古老的卡文迪許實驗室大大地擴建了，研究的領(lǐng)域包括天體物理學，粒子物理學，固體物理以及生物物理等等?？ㄎ牡显S實驗室至今仍不失為世界著名實驗室之一。
應(yīng)該指出，卡文迪許實驗室之所以能在近代物理學的發(fā)展中做出這么多的貢獻，有它特定的時代背景和社會條件，但是它創(chuàng)造的經(jīng)驗還是很值得人們吸取和借鑒的。 |